Сплав на основе железа

фетентно-техттцц библиотека, 5;= А Союз СоеетскмнСоцналистическмнРеспублик ОП И ИЕ 11737492 ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ 1) Дополнительное к авт. свнд-в аявлено 30.08.77(21) 252135122-02 51)М. Кл с присоединением заявки С 22 СЗ Государственный комитет СССРно делам изобретений и открытий3) Приоритететень %20 (504,06,80 Опубликовано 30.05.80. БюллДата опубликования описания ДК 669.018,2. 088.8) 2) Авторы изобретения Н, федотов, И, И, Киршенина, Белова нтральный ордена Трудового Красного Знамениучно-исследовательский институт черной металлургии им, И, П, Бардина 71) Заявитель 54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 1Изобретение относится к области металлургии, вчастности к изысканию сплавов на основе железа, предназначенныхдля изготовления датчиков всестороннегодавления,К материалам для датчиков всесторон 5него давления предъявляются следующиетребования; высокая величина относительного изменения регистрируемого физического свойства при изменении давления,олинейный и обратимый характер измененияфизического свойства при изменении давления, высокие механические свойства, а дляматериалов, работающих в агрессивныхсредах - также коррозионная стойкость.15В настоящее время в качестве датчиков всестороннего давления обычно используются проволочные резистивные датчики. Их действие основано на том, чтопри изменении давления среды изменяетсяих электросопротивление. Эти датчикиобычно изготовляются из манганина.Недостатками резистивных датчиковявляются необходимость изготовления 2тонкой проволоки посредством сложной и трудоемкой технологии, е также сложность и длительность процесса измерения электросопротиьпения таких датчиков потенциометрическим методом..Действие индуктивных датчиков дввле ния основано нв изменении величины индуктивности катушки с сердечником пропорционвльно магнитной проницаемости материала сердечника при изменении величины всестороннего давления. Использование индуктивных датчиков более предпочтительно по сравнению с резистивными, так квк при этом упрощается технологический процесс изготовления и испытания датчиков; отпадает необходимость изготовления иэ сплава тонкой проволоки, измерение индуктивности образца на переменном токе выполняется гораздо проще, быстрее и для него требуется более дешевая и доступная аппаратура.Известен сплав на основе железа следующего, химического состава, вес.%.3 7Никель30-50Титан О,ОГ 0,5один или более элементов, выбранныеиз группы, содержащей, вес.%:Цирконий 0,03-0,3Ванадий 0,05-0,5Бор 0,00 1-0, 1Железо Остальное 1.Сплав обладает следующими свойствами:Предел прочности при20 С, кгс/мм 42,2-57,Относительное удлинение при 20 д С,% 27,5-31,2Предел )п)очностипри 600:, кгс/мм 25, 1-27,9Относительное удли-,нение при 600 оС,% 42,4-51,2.Недостатками известного сплаваявпяются низкие значения предела прочности и относительного удлинения прикомнатной температуре.Наиболее близким к описываемомуизобретению по технической сущностии достигаемому результату являетсясплав на основе железа следующего химического состава, вес. %:Никель 34-36Марганец 0,02-1Кобальт 0,0 1-3Гадолиний О, 1-0,4Железо Оствпьное Я,Недостатком данного сплава являются невысокие прочность, пластичность,невысокая чувствительность сплава котносительному изменению магнитнойпроницаемости при изменении всесторойнего давления. Данный сплав не обеспечивает линейной и обратимой зависимости магнитной проницаемости от давления.Он имеет следующие физические характеристики:Удельное электросопротивление при комнатной температуре 70-80 мком смПредел прочности,кгс/мм42-50Относительное изменение электросопротивления под действиемвсестороннего давления,10 бар " 5,2-7,6.Относительное изменениемагнитной проницаемостис изменением давления,10 бар 2,9-3, 1.Низкое значение величины относительного изменения магнитной проницаемости при 37492 физменении давления препятствует использованию этого сплава в индуктивныхдатчиках всестороннего давления.Целью изобретения является повьш)ние электросопротивления, прочности ичувствительности сплава к относительному изменению магнитной проницаемостипри изменении всестороннего давления,обеспечение линейной и обратимой зави 10 симости магнитной проницаемости от давления.Цель достигается тем, что сплав наоснове железа, содержащий никель и марганец, дополнительно содержит кремний15 и цирконий при следующем соотношениикомпонентов, вес.%:Никель 33,0-36,0Марганец О, 1-0,2Кремний О, 1-0,2 20 Цирконий 3,0-6,0Железо ОстальноеПри этом изобретение основано наобразовании в сплаве обогащенной цирконием фазы с более низкой температурой25 Кюри(80 С, что достигается соотношеОкием .Ы"): 95,5:(3-6).Три состава предлагаемого сплавабыли выплавлены в вакуумной индукционной печи. Полученные слитки были прокованы до диаметра 8 мм при 11501180 С, протравпены и протянуты доодиаметра 3 мм с промежуточным от)кигом в среде водорода в колпаковой печипри 950 С в течение трех, часов. ОбразЗ 5 цы сплавов перед измерением их свойствпроходили термообработку по режиму:1100 оС, 4 ч в вакууме, охлаждение100/ч до 400 С.Образцы сплавов в виде прутков были ф 0 испытаны по стандартным (измерениеэлектросопротивления и механическихсвойств) и нестандартным (измерениезависимости магнитной проницаемостиот гидростатического давления) методиф 5 кам. Физико-механические свойства испытанных образцов приведены в табл, 1. Как видно из примеров составов табл.1,соотношение количеств железа (63,857,6%) и никеля (33-36%) в предложенном сплаве соответствует областисоставов, где изменение магнитныхсвойств при изменении давления максимально. Это связано с наличием в указанных сплавах антиферромагнитныхвзаимодействий (наряду с ферромагнитными)в силу чего действие всестороннего давления приводит не только к изменению величины магнитных моментов атомов, как в простых ферромагнетикахгдеоно невелико, но и к изменению ориентации магнитных моментов,Количество циркония в предлагаемом 5сплаве составляет 3-6%, так как применьшем его количестве сплав имеетнизкую величину и нелинейный характеротносительного изменения магнитной проницаемости при изменении давления. При 1 Обольшем, чем 67 количестве циркония,ухудшаются пластические свойства сплава, и он разрушается. при горячей деформации.В присутствии 3-6 пиркония в этомхелезоникелевом сплаве выделяется новая фаза, содержащая весь цирконий, находящийся в сплаве. Эта фаза обогащенаникелем и обеднена жепезом и имеетОболее низкую температуру Кюри (" 80 С)2 ОСплав с такой двухфазной структуройобладает повышенной чувствительностьюк изменению всестороннего давления,Величина относительного изменения25магнитной проницаемости при изменениивсестороннего давления составляет 750910 10 бар " М 6Характер изменения магнитной проницаемости от давления представлен втабл. 2,Марганец и кремний раскисляют жидкий металл при выплавке и стабилизируют аустенитную- фазу. Количествоуглерода в сплаве не превышает 0,008%так как в противном случае весь цирконий идет на образование карбидов, а фаза с цирконием, обуславливающая матънитные свойства в предлагаемом сплаве,не образуется,Присущие предлагаемому сплаву высокая величина относитапьного изменениямагнитной проницаемости при изменениивсестороннего давления, линейный и обратимый характер этого изменения в области 5-8 кбар0,5%), высокие прочностные свойства обеспечивают возможностьиспользования сплава в качестве материала для индуктивных датчиков давления.В современном приборостроении рабочаяобласть для датчиков всестороннего давления не превышает потока 2 кбар (2000 ат)так что использование предлагаемогосплава создает широкую перспективу развития этой области приборостроения.Составитель Г. ДудикТехред Я, Бирчак Корректор М. Шарош одписноеСР О/10 Тираж 694 ИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыт 3035, Москва, Ж, Раушская Заказ б., д. иап ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проект ормула изобретения Сплав на основе жанеза, содержапай никвпь и марганец, о т л и ч а ю щ с я тем, что, с целью повышения элект проводности, прочности и чувствительно ти сплава к относительному изменению магнитной проницаемости при изменении всестороннего давления, обеспечения линейной и обратимой зависимости магнит ной проницаемости от давления, он дополнительно содержит кремний и цирконий при следующем соотношении компоненто вес.%: 33,0-36,00,1-0,20,1-0,23,0-6,0Остальное,чники информации,внимание при экспертизекое свидетельство СССРкл, С 22 С 38/12,1973,